آرشیو پنج‌شنبه ۳۰ آبان ۱۳۹۸، شماره ۳۵۷۷
علم
۸

قدیمی ترین ابزار علمی جهان

سمیه طلوع برکاتی

اسطرلاب به زبان ساده ماکتی (نمونکی) از آسمان بود و اصل دوم یک رصدخانه به شمار می آمد. خواجه نصیرالدین طوسی (597672 ه.ق) در رساله «بیست باب در معرفت اسطرلاب»، کلمه ها و اصطلاحات مختلفی را که ممکن است کلمه اسطرلاب از آنها گرفته شده باشد، فهرست کرده است؛ اینکه معرب کلمه فارسی ستاره یاب است، یا میزان آفتاب، آینه آفتاب، جام جم، جام گیتی نما و آینه ستارگان که ترجمه هایی از اصطلاح یونانی1 آن است. در تمدن اسلامی اخترشناسان در جنس، اندازه، نوع، قطعات و محاسبات ساخت اسطرلاب بسیار دقیق بودند. برخی از ایشان فن اسطرلاب را شریف ترین شاخه ریاضی و اسطرلاب را شریف ترین ابزار علم نجوم می دانستند؛ به طوری که درستی این علم به درستی کارکرد اسطرلاب است و دقت محاسبات نجومی وابسته به آن.

تاریخچه

برخی لوحه های گلی باقی مانده از بابلیان که دارای خطوط و نقوش است، از وجود نوعی اسطرلاب گلی حکایت می کند. با توجه به وسعت اطلاعات مردم بین النهرین درباره اخترشناسی، بعید است که از دستگاهی همچون اسطرلاب بی بهره بوده باشند. خواجه نصیر هم ریشه اخترشناسی و علم اسطرلاب یونان را از کلدانی ها و بابلی ها می داند که از نزد آنان به شرق و غرب عالم رفته است. البته به نظر ابوالفضل نبئی، بطلمیوس (قرن دوم میلادی) را اولین سازنده اسطرلاب مسطح دانستن، معتبرتر است. او در کتاب مشهورش، «مجسطی»، از اسطرلاب یاد کرده است. ابرقلس هم در قرن پنجم میلادی در کتابش از وسیله ای به نام ارگانون استرولابون2 یاد کرده است که شامل هفت حلقه فلزی سوار بر هم بود و همان کارایی اسطرلاب را داشت. نزدیک ظهور اسلام، فردی ریاضی دان و مهندس به نام انبون بطریق که در ساخت ابزار نجوم ماهر بود، کتابی درباره اسطرلاب مسطح تالیف کرد. اسطرلاب از قرن ها پیش از اسلام در ایران هم متداول بود و غیر از اخترشناسی، در اخترگویی3 به کار می رفت. فردوسی در شاهنامه به اسطرلاب و کاربرد آن در اخترگویی اشاره کرده است. به گفته نبئی، ایرانی ها در سیر تکامل اسطرلاب گوی سبقت را ربوده و بهترین اسطرلاب را ساخته بودند. در دوره اسلامی نخستین علومی که مورد توجه قرار گرفت، طب، کیمیا و اخترشناسی بود که برتری آن بیشتر به خاطر اخترگویی بود تا علم اخترشناسی. گزارش هایی در دست است که خالد بن یزید بن معاویه (د.85 ه.ق) برای آموختن اخترگویی تلاش می کرد. در آن دوره کاربرد اسطرلاب هم در اخترگویی بیشتر از اخترشناسی بود؛ چون در اخترگویی و طالع شناسی آگاهی از ارتفاع و مختصات ستارگان در زمان های مشخص لازم است و این معلومات با ابزار رصد به دست می آمد که ساده ترین آنها اسطرلاب مسطح بود. وقتی مسلمانان با اسطرلاب آشنا شدند، به ارتقای آن همت گماشتند؛ زیرا برای مسائل شرعی ازجمله وقت شناسی و جهت یابی و تشخیص قبله بسیار کاربرد داشت. اوج این صنعت دوره عباسی است. از ساخت اسطرلاب در دوره منصور (136158ه.ق) اطلاع در دست است. اولین کسی که اسطرلاب ساخت، ابواسحاق ابراهیم بن حبیب فزاری (د.161ه.ق) از اخترشناسان دربار منصور بود. ابن ندیم از دو کتاب او، «العمل بالاسطرلاب المسطح» و «العمل بالاسطرلاب و هو ذات الحلق» نام برده که از بین رفته است. ماشاءالله منجم (د.حدود 199ه .ق) از اخترشناسان منصور عباسی نیز کتاب هایی درباره اسطرلاب مسطح و ذات الحلق نوشت که عربی آنها از بین رفته، اما ترجمه لاتین کتابی از او به نام الاسطرلابات و العمل بها، سه بار در قرن شانزدهم میلادی در اروپا چاپ شد و اکنون موجود است. ابوالوفای بوزجانی (د.387ه.ق) بخش هایی از مجسطی را به عربی ترجمه کرد و علاقه مندان با دسترسی به متن آن، به ساخت اسطرلاب پرداختند. در دوره مامون (198218ه.ق) با تاسیس بیت الحکمه و چند رصدخانه، جنبشی در علم اخترشناسی پدید آمد و کسانی مثل عباس بن سعید جوهری (د.228ه.ق) و حبش حاسب (د.250ه.ق) در آن دست به کار شدند. البته ابتدا جنبه ریاضی اخترشناسی بیشتر از رصد مدنظر بود. مهم ترین کتاب درباره اسطرلاب کروی را فضل بن ابی حاتم نیریزی در نیمه قرن سوم هجری نوشت. دیگر دانشمندی که قرن سوم هجری درباره اسطرلاب صاحب تالیف بود، محمد بن موسی خوارزمی (د.232ه.ق) است. بیشترین شهرت و خدمات او در ریاضیات است، اما با مجسطی بطلمیوس آشنایی کامل داشت و مجموعه زیج4 را فراهم آورد که اولین اثر نجوم اسلامی است که تقریبا کامل باقی مانده است. ابوالعباس فرغانی (د.247ه.ق) هم درباره اسطرلاب کتابی نوشت برتر از کتاب خوارزمی که نه تنها این ابزار را توضیح داد، بلکه اشتباهات رایج در ساختمان قرص مرکزی آن را نیز تصحیح کرد. فتح بن نجبه (نجیبه) اسطرلابی (د.405ه.ق) هم در ابزار اخترشناسی استاد و مرجع بود و از شهرتش پیداست که در فن اسطرلاب خبره بوده است. به تدریج دانشمندان برجسته ای همچون ابوریحان بیرونی (362440ه.ق) درباره آن کتاب نوشتند و تا قرن هفتم هجری/ سیزدهم میلادی اسطرلاب از هند تا اندلس شناخته شده و مورد استقبال بود. اسطرلاب در قرن یازدهم میلادی به اروپا راه یافت و تا قرن هفدهم دریانوردان از آن استفاده می کردند؛ به طوری که بدون داشتن اسطرلاب حرکت نمی کردند. شرف الدین مظفر بن محمد طوسی (د.610 ه.ق) که در ریاضیات، هندسه و اخترشناسی بسیار متبحر و استاد استاد خواجه نصیرالدین طوسی بود، اسطرلاب خطی را ابداع کرد و آن را عصا نامید. درباره آن رساله ای هم نوشت و می گفت حتی یک تازه کار هم می تواند ظرف نیم ساعت آن را بسازد و کاربردش بسیار آسان است. خودش با آن ارتفاع ستارگان را محاسبه و جهت مکه و قبا را مشخص می کرد. البته دقت اسطرلاب او به اسطرلاب مسطح نمی رسید. شاگردش کمال الدین موصلی آن را اصلاح کرد و خطاهایش را گرفت. خواجه نصیرالدین طوسی هم رساله ای به نام بیست باب در معرفت اسطرلاب دارد. در سده بعد، رصدخانه مشهور سمرقند شاهد حضور دانشمندانی همچون غیاث الدین جمشید کاشانی (د.832 ه.ق)، قاضی زاده رومی (د.840 ه.ق)، الغ بیگ (د.853 ه.ق) و ملاعلی قوشچی (د.879ه.ق) بود که با کمک اسطرلاب میراث علمی گذشتگان را حفظ کردند و به آن افزودند. از مهم ترین ثمرات علمی آن دوره تنظیم زیج سلطانی یا زیج الغ بیگ بود. فن اسطرلاب در ایران دوره صفوی هم رونق داشت. ریاضی دان و مهندس مشهور آن عصر شیخ بهاءالدین محمدعاملی (9531031 ه.ق)، معروف به شیخ بهایی، به اسطرلاب پرداخت و کتابی به نام تحفه حاتمی درباره آن تالیف کرد. یکی دیگر از مشاهیر این فن عبدالائمه بود که اسطرلاب او (ساخته شده در 1133 ه.ق) در موزه آستان قدس نگهداری می شود.

اجزا و انواع اسطرلاب

به زبان ساده، اسطرلاب ابزاری مسطح بود و از آلیاژ برنج ساخته می شد. در وسط آن دایره ای (قرصی) قرار داشت که خطوط شاخصی روی آن کنده می شد. جای خطوط به دقت محاسبه شده بود. قرص مرکزی داخل یک حفاظ می چرخید. یک روی حفاظ دارای شبکه ای از تکه های باریک برنجی بود. این تکه ها به نقاطی منتهی می شدند که نشانه ستارگان بودند و با چرخاندن قرص داخلی زمان طلوع و غروب اجرام فلکی و دیگر وقایع نجومی به دست می آمد. روی دیگر حفاظ یک بازوی رصد بود که با کمک آن آزیموت5 اجسام را تعیین می کردند. رایج ترین نوع اسطرلاب، اسطرلاب مسطح بود که دو نوع شمالی و جنوبی داشت. انواع دیگر آن کروی، خطی که شرف الدین طوسی ابداع کرد؛ زورقی که ابتکار ابوسعید سجزی (د.414 ه.ق) بود و با فرضیه متحرک بودن زمین6 ساخته شد. به تدریج اخترشناسان به حسب نظریه و نیازهای خود صفحه ها، قطعه ها و خطوطی به اسطرلاب افزودند و انواع زیادی از اسطرلاب ازجمله آسی، الشعاع، بیضوی، نصفی، ثلث، تام، ربع المجیب، سدس، سرطانی، صدفی، صلیبی، طوماری، عشر، عقربی، تام قوسی، لولبی، مطبل، مغنی، هلالی، کری ذی العنکبوت، جامعه و عصای موسایی پدید آوردند که نام آنها در کتاب ها آمده است.

کاربردهای اسطرلاب

اسطرلاب علاوه بر کاربرد گسترده در علم اخترشناسی مثل پیداکردن ارتفاع و زاویه آفتاب، تعیین جایگاه سیارات منظومه شمسی، تعیین زمان دقیق طلوع و غروب ماه و خورشید و دیگر ستاره ها و سیاره ها، در تقویم نگاری، تشخیص وقت (ساعت، روز، ماه، سال) که به ویژه در تشخیص اوقات شرعی برای مسلمانان مهم بود؛ تعیین طول و عرض جغرافیایی محل در همه ساعات شبانه روز، شناسایی جهت قبله، تعیین ارتفاع کوه ها و عرض رودخانه ها و دیگر عوارض طبیعی زمین، تعیین عمق ها، اندازه گیری فاصله میان دو شیء، حتی اندازه گیری قد اشخاص خیلی بلند هم به کار می رفت. به همین مناسبت در امور نظامی، مهندسی و عمرانی فایده هایی داشت که دیگر ابزار نجومی نداشتند و همین اسطرلاب را متمایز می کرد. به ویژه که برای استفاده از آن به تخصص و تبحر در ریاضیات نیاز نبود. برای نمونه، در جنگ ها برای سنجیدن فاصله شهرها از هم، محاسبه ارتفاع برج ها، فاصله تا قلعه و ارتفاع دیوارهای آن، ساختن سنگر و محاسبه و طراحی نحوه عبور از رودها به کار می رفت. در ساخت وسازهای عمرانی در یافتن مادرچاه قنات و تعیین اینکه آب در چه نقطه ای روی زمین ظاهر می شود؛ کانال کشی، عمق یابی چاه ها و محاسبات مربوط به رودخانه ها و حوضچه های آب مفید بود. اسطرلاب صنعتی پرفایده بود که به خیالات واهی از آن روی گرداندند و در کشور ما جز اسمی از آن نمانده است.

1- Astron Lambanein

2- ظاهرا این همان وسیله ای است که دانشمندان مسلمان آن را ذات الحلق می نامیدند.

3- اخترگویی یا تنجیم، همان طالع بینی است.

4- جدول های نجومی که مکان ستاره ها و سیاره ها را نشان می داد.

5- همان «السموت» عربی که جمع «سمت» است؛ یعنی موضع جسم در امتداد افق از مبتدای شمال حقیقی.

6- ابوسعید سجزی به حرکت وضعی زمین معتقد بود.